Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 từ khí tự nhiên

LỜI MỞ ĐẦU Amoniac hợp chất hố học có ý nghĩa đặc biệt quan trọng ngành cơng nghiệp hố học va có nhiều ứng dụng quan trọng thực tế Ứng dung quan nhât phải kể đên la ưng dung nganh sản xuât phân bon, amoniac dùng đểể̉ sảể̉n xuất loại đạm, đảể̉m bảể̉o ổn định cung cấp đạm cho việc phát triểể̉n nơng nghiệp Góp phần bảể̉o đảể̉m an ninh lương thực, thực công nghiệp hoá đại hoá đất nước Va no còn co rât nhiêu ưng dung khac linh vưc bảo vê ̣ môi trường, sản xuât thuốc, nganh dêt, ̣ nhưa tông hơp … Đên đâu thê kỷ XX, phương phap tông hơp amoniac mơi đươc phat triển theo quy trình công nghê ̣cu thể Năm 1913 môṭnha may tông hơp amoniac đâu tiên đời tai Đưc Đên nay, công nghê ̣tông hơp amoniac đã đat đươc bươc tiên vươt bâc ̣ vơi viêc ̣ưng dung tư đông ̣ hoa vao qua trình sản xuât Ở nước ta nhà máy phân đạm Hà Bắc sảể̉n xuất NH3 từ than, công nghệ lạc hậu hiệu quảể̉ khơng cao Năm 2004 với dự án nhà máy khí Điện Đạm Phú Mỹ đãã̃ vào hoạt động với công suất 1200tân/ngày đãã̃ sử dụng phần nguồn nguyên liệu sẵn có, đáp ứng nhu cầu sử dụng NH cho tổng hợp phân đạm ngành công nghiệp hóa học khác Amoniac có nhiều ứng dụng thực tế đề tài “ Thiết kế phân xưởng sảể̉n xuất NH3 từ khí tự nhiên” có ý nghĩa thực tế sâu sắc Mục đích đề tài sử dụng nguồn nguyên liệu khí tự nhiên có nước ta cách hiệu quảể̉ đểể̉ sảể̉n xuất amoniac làm chất hoá học trung gian phục vụ trìì̀nh tổng hợp sảể̉n phẩm có ích đáp ứng nhu cầu cho kinh tế q́ố́c dân Mặt khác đề tài còì̀n đưa phương hướng việc nâng cao giá trị sử dụng nguồn ngun liệu khí tự nhiên Nơịdung đồ án “ Thiết kế phân xưởng sảể̉n xuất NH3 từ khí tự nhiên với suất 200.000 tấn/năm” bao gồm phần sau: Phần I : Tổng quan lý thuyết Phần II : Q trìì̀nh mơ Phân III : Tinh toan thiêt kế Tuy co rât nhiêu cố găng đô an không thể tranh khoi thiêu sot nhât đinh, rât mong đươc sư gop y cua thây, cô giao Em xin cảm ơn ! PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CỦA SẢN PHẨM I.1 Cấu tạo phân tử NH3 NH3 có nguyên tử nitơ ba nguyên tử hydro Nguyên tử N có electron lớp vỏ, tương ứng với sớố́ điện tích hạt nhân Trong đó,một cặp electron trạng thái 1s, còì̀n electron phân bớố́ vào obitan với sớố́ lượng tử Trong electron thìì̀ có cặp chiếm obitan 2s obitan không chia cặp phân bốố́ obitan 2Px,2Py,2Pz Các electron không cặp đôi N có thểể̉ kết hợp với electron 1s nguyên tử H.vìì̀ vật ta c ó : Ngun tử N nằm đỉnh hìì̀nh tứ diện,3 đỉnh còì̀n lại nguyên tử hydro xếp theo hìì̀nh tam giác đều,góc liên kết H-N-H 107 o Mặc dù liên kết N-H liên kết cộng hóa trị chúng có phần giớố́ng liên kết ion vìì̀ ngun tử N có độ âm điện lớn H nhiều.Do phân cực hóa liên kết cách xếp bất đốố́i phân tử NH3 mà có momen lưỡng cực khoảể̉ng 1,5 debye Vìì̀ phân tử NH3 có cấu hìì̀nh electron giớố́ng với nước,góc hóa trị tương tự nước nên NH3 nước có tính chất giớố́ng nhau,đều chất nghịch từ I.2 Tính chất vật lý Amoniac chất khí khơng màu, mùi khai xớố́c, nhẹ khơng khí, chất khí độc, tan nhiều nước Khảể̉ hòì̀a tan amoniac phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất Nhiệt độ tăng khảể̉ hòì̀a tan amoniac giảể̉m Bảng 1.1 Một số số vật lý quan trọng NH3 Đại lượng Giá trị Khốố́i lượng phân tử Thểể̉ tích phân tử 0oC , 101,3 kPa Hằng sớố́ khí R 17,03 22,08 (lít/mol) 0,48818 (kPa.m3/kg.K) Tỷể̉ trọng lỏng 0oC 101,3kPa 0,6386 (g/cm3) Tỷể̉ trọng khí 0oC 101,3kPa 0,7714 (g/l) Tỷể̉ trọng lỏng -33,43oC 101,3kPa 0,682 (g/cm3) Tỷể̉ trọng khí -33,43oC 101,3kPa 0,888 (g/l) Áp suất tới hạn 11,28 (MPa) Nhiệt độ tới hạn 132,4(oC) Tỉ trọng tới hạn 0,235 (g/cm3) Thểể̉ tích tới hạn 4,225 (cm3/g) Độ nén tới hạn 0,242 Độ dẫn điện tới hạn 0,522 (kJ/K.h.m) Độ nhớt tới hạn 23,90.10-3 (mPa.s) Điểể̉m nóng chảể̉y (Điểể̉m ba *) -77,71 (oC) Nhiệt nóng chảể̉y (ở 101,3kPa) 332,3(kJ/kg) Áp suất hóa (tại điểể̉m ba) 6,077(kPa) Điểể̉m sơi (ở 101.3kPa) -33,43 (oC) Nhiệt hóa (ở 101,3kPa) Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn 25oC (entanpi tiêu chuẩn) 1370 (kJ/kg) -45,72 (kJ/mol) Nhiệt tạo thành tự (entanpi tự do) -16,391 (kJ/mol) Entropi tiêu chuẩn khí (ở 25oC) 192,731 (J/molK) Giới hạn nổ: -Hỗn hợp NH3-O2 (20oC,101,3kPa) 15-17 %V NH3 -Hỗn hợp NH3-Khơng khí (20oC,101,3kPa) 16-27% V NH3 -Hỗn hợp NH3-Khơng khí (100oC,101,3kPa) 15,5-28%V NH3 I.3 Tính chất hóa học - NH3 có thểể̉ cộng thêm ion đểể̉ tạo ion phức NH4+ NH3 + H+ NH4+ NH4+ giốố́ng ion kim loại kiềm tính kiềm thuộc tính tạo ḿố́i Các dung dịch ngậm nước NH3 phảể̉n ứng bazơ yếu, vìì̀ dung dịch nước có q trìì̀nh : NH3 + H2O OH- NH4+ + Hằng sốố́ phân ly NH3 dung dịch 25oC : Khi ta thêm axit mạnh vào dung dịch amoniac thìì̀ cân chuyểể̉n dịch hoàn toàn sang bên phảể̉i tạo thành ḿố́i amoni NH4Cl, (NH4)2SO4,NH4NO3 Khí NH3 dễ dàng kết hợp với khí HCl đểể̉ tạo ḿố́i NH4Cl dạng khói trắng NH3 + HCl NH4Cl - NH3 khơng cháy điều kiện thườì̀ng, cháy với lửa màu vàng áp suất oxy.Điểể̉m bốố́c cháy hỗn hợp NH3 – O2 780oC , sảể̉n phẩm quảể̉ q trìì̀nh cháy N2 H2O 4NH3+3O2 2N2+6H2O Khí có platin hay hợp kim platin - rodi làm chất xúc tác 800-900 oC, khí amoniac bị oxi hóa thành nitơ oxit 4NH3+5O2 4NO+6H2O Trong điều kiện thích hợp, hỗn hợp NH – Khơng khí phát nổ cháy,hỗn hợp nổ NH3 khô với khơng khí 16-25% thểể̉ tích NH 3.Giới hạn mở rộng trộn lẫn với khí cháy H2,trộn O2 hay khơng khí,ở nhiệt độ áp suất cao - Khí Nh3 bị oxi hóa tạo thành H2O N2 nhiều hợp chất oxit CuO Nếu dòì̀ng khí NH3 chủể̉n qua CuO nung nóng thìì̀ có phảể̉n ứng : CuO + NH3 Cu + N2 + H2O Loại phảể̉n ứng xảể̉y NH3 nung nóng tới nhiệt độ cao với oxit kim loại xác định vìì̀ lúc liên kết oxi bền vững Các chất oxi hóa đủ mạnh xảể̉y phảể̉n ứng tương tự nhiệt độ thườì̀ng.Ví dụ KMnO4 NH3 + KMnO4 - KOH + MnO2 + H2O + N2 Clo, Brom tác dụng mãã̃nh liệt với amoniac trạng thái khí dung dịch Cl2 + NH3 N2 + NH4Cl Flo tác dụng với khí NH3 tạo thành khí nitơ triflorua F2 + 4NH3 - NF3 + NH4F Ở nhiệt độ cao nguyên tử hydro phân tủ amoniac có thểể̉ kim loại hoạt động tạo thành amidua (-NH2), imidua (chứa nhóm NH2-) Nitrua (N3-).Nếu nhiệt độ thườì̀ng phảể̉n ứng diễn chậm có thểể̉ vài ngày 2K +2NH3 Na + NH3 2KNH2+H2 NaNH2 + H2 o Ở 800-900 C nhôm tương tác với khí NH3 tạo thành nhơm nitrua hydro Al + NH3 - AlN + H2 NH3 phảể̉n ứng với P nóng đỏ tạo N2 PH3 2NH3+2P 2PH3+3N2 Lưu huỳnh phảể̉n ứng với NH3 tạo muốố́i sunfit - Hơi lưu huỳnh phảể̉n ứng với NH3 tạo amoni sunfit nitơ NH3 + S (NH4)2S + N2 Lưu huỳnh phảể̉n ứng với NH3 lỏng tạo nitơ sunfit 10S+4NH3 6H2S+N2S4 NH3 có thểể̉ tạo thành vô sốố́ hợp chất cộng hợp hay hợp chất phớố́i trí Các hợp chất cộng có tính chất tương tự hydrat Vìì̀ CaCl 2.6H2O CuSO4.5H2O Các hợp chất phớố́i trí gọi ammines viết giốố́ng phức [Cu(NH4)4]SO4 Một tính chất quan trọng NH3 tính kiềm dung dịch nước Dung dịch NH3 làm đổi màu quỳ tím thành xanh,là chất thị cho metyl da cam metyl đỏ Khí NH3 có thểể̉ trung hòì̀a axit mà khơng tạo thành nước Dung dịch NH3 có tác dụng bazơ chỗ tạo kết tủa hydroxit từ dung dịch chúng Một vài hợp chất khó tan dung dịch NH dư tạo phức ion Ví dụ ḿố́i sắt thìì̀ hợp chất hydroxit sắt bị kết tủa FeCl3 + NH4OH Fe(OH)3 + NH4Cl - - I.4 Ứng dụng - Trong công nghiệp sảể̉n xuất phân bón, NH3 dùng đểể̉ sảể̉n xuất loại đạm - Trong ngành dệt, sử dụng NH3 đểể̉ sảể̉n xuất loại sợi tổng hợp cuprammonium rayon nilon - Trong công nghiệp sảể̉n xuất nhựa tổng hợp, NH3 dùng làm xúc tác chất điều chỉnh pH q trìì̀nh polyme hóa phenol-formaldehyt urêformaldehyt tổng hợp nhựa - Trong công nghiệp thuốố́c nổ, Amơniac có vai tròì̀ định việc sảể̉n xuất th́ố́c nổ Từ NH3 có thểể̉ điều chế HNO3 đểể̉ sảể̉n xuất hợp chất như: di, tri nitrotoluen, nitroglyxêrin, nitroxenlulo, pentaerythrytol tetryl, amoni nitrat dùng đểể̉ chế tạo thuốố́c nổ - Trong công nghiệp dầu mỏ, NH3 sử dụng làm chất trung hòì̀a đểể̉ tránh ăn mòì̀n thiết bị ngưng tụ axit, thiết bị trao đổi nhiệt, trìì̀nh chưng cất NH3 dùng đểể̉ trung hòì̀a HCl tạo thành trìì̀nh phân hủy nước biểể̉n lẫn dầu thơ NH3 dùng đểể̉ trung hòì̀a vết axit dầu bơi trơn đãã̃ axit hóa - Trong q trìì̀nh cracing xúc tác lớp sơi, NH3 thêm vào dòì̀ng khí trước đưa vào thiết bị kết tủa cottrell đểể̉ thu hồi xúc tác đãã̃ sử dụng - Trong công nghiệp sảể̉n xuất thuốố́c trị bệnh, NH chất độn quan trọng đểể̉ sảể̉n xuất dạng thuốố́c sunfanilamide, sunfaliazole, sunfapyridine Nó sử dụng đểể̉ sảể̉n xuất loại thuốố́c vitamin - NH3 dùng đểể̉ điều chế aluminu silicat tổng hợp làm xúc tác thiết bị cracking xúc tác lớp cớố́ định Trong q trìì̀nh hydrat hóa silic, NH kết tủa với nhơm sunfat ( Al2(SO4)3) đểể̉ tạo dạng gel Sau rửa tạp chất Al 2(SO4)3 sấy khơ tạo hìì̀nh - Ngồi ra, NH3 còì̀n sử dụng lĩnh vực bảể̉o vệ mơi trườì̀ng đểể̉ chủể̉n hố SO2 NOx từ khí ớố́ng khói Dung dịch NH3 21% còì̀n dùng làm dung môi tốố́t Amoniac tạo nitrua đểể̉ cứng bề mặt thép, sử dụng Amoniac làm tác nhân lạnh thiết bị lạnh I.5 Sản xuất NH3 Việt Nam Hiện Việt Nam thìì̀ gồm nhà máy tổng hợp NH3 : Nhà máy đạm Phú Mỹ, nhà máy đạm Cà Mau, nhà máy đạm Hà Bắc Nhà máy đam hà bắc Nguôn ngun liệu: Than antranxit Khí hóa than từ nguyện nhiệu rắn, q trìì̀nh khí hóa khâu tạo khí sử dụng nguyên liệu than cục, nước khơng khí Nhà máy đam Phú my - Tổng cơng ty Dầu khí Việt Nam - Sử dụng cơng nghệ Haldor Topsoe Đan Mạch - Đi nguyên liệu khí thiên nhiên từ nhà máy khí Dinh Cớố́ (từ mỏ khí Bạch Hổ Nam Cơn Sơn) - Năng suất 1350 tấn/ngày - Sảể̉n xuất Amonia CO2 làm nguyên liệu cho trìì̀nh tổng hợp Ure phân xưởng Ure - Thu hồi lượng Ammonia tồn trữ đểể̉ chủn cho sớố́ q trìì̀nh khác Nhà máy đam Cà Mau - Công nghệ sảể̉n xuất Ammonia Haldor Topsoe SA (Đan Mạch) - Nguôn nguyên liêụ tư tư nhiên - Công suât 1350 tân/ - Thông số ky thuâṭsản phâm : Trang thai : long NH3 nông đô ̣tối thiểu : 99,8 wt% Ham lương nươc va tap chât , tối đa : 0,2 wt% Ham lương dâu ,tối đa : 5ppm wt I.6 Tồn trữ vàà̀ bảo quản Amoniac lỏng chứa thép chịu áp lực có nắp chụp, có thểể̉ tích chứa tớố́i đa 140 lít - Các bìì̀nh chứa amoniac phảể̉i sơn màu vàng, bìì̀nh phảể̉i có nhẵn in màu đen, nhẵn có ghi: tên sảể̉n xuất, tên sảể̉n phẩm - Khi vận chuyểể̉n bảể̉o quảể̉n amoniac lỏng phảể̉i tuân theo quy định an toàn vật liệu nổ theo TCVN 458688 bìì̀nh áp lực theo QPVN2 -1975 - Nhẹ khơng khí, có thểể̉ phát nổ gặp nhiệt - Chất độc gây tổn thương cho hệ hô hấp a : Phần NH3 tạo thành đươc tính theo cơng thức: a= y− y 100+ y0 Với: y0 : Nồng độ NH3 vào tháp tổng hợp, % y1 : Nồng độ NH3 khỏi tháp tổng hợp, % : Độ giảể̉m thểể̉ tích hỗn hợp khí phảể̉n ứng xác định theo công thức: δ 100+ y = 100+ y1 Từ ta có thểể̉ tính lớp xúc tác theo công thức: G V xt= g (m3) Trong G : Lượng NH3 tạo thành qua trìì̀nh (kg/h) 1.3.1 Lớp xúc tác 1: Nồng độ NH3 vào: 3% Nồng độ NH3 : % a= Từ ta có: δ= 100 + 100 + =0 ,97 Năng suất riêng tính được: g = 0,77 25000 0,03 0,97 = 560,175 (kg NH3 /m3 xúc tác.h) Lượng NH3 tạo thành qua lớp xúc tác thứ là: v = 3%.2074,1546= 62,22 (m3/h) Tại P= 150 at T= 5000C ta có ρ NH3 = 20,73 Kg/m3 Tính theo kg/h là: G=v ρ=62, 22×20 , 73=1289 ,92 Kg/h V Thểể̉ tích lớp xúc tác thứ là: 1.3.2 Lớp xúá́c táá́c 2: Nồng độ NH3 vào: 6% Nồng độ NH3 : 9,17 % a= Từ ta có: δ = 100+6 =0,97 100+9,17 Năng suất riêng tính được: g = 0,77 25000 0,03.0,97=560,175(kg NH3 /m3 xúc tác.h) Lượng NH3 tạo thành qua lớp xúc tác thứ hai là: v = 3,17%.2074.1546 = 65,75 (m3/h) Tính theo kg/h là: G=v ρ=65,75 ×20 ,73=1363 Kg/h V Thểể̉ tích lớp xúc tác thứ hai là: 1.4 Chiều cao lớp xúá́c táá́c: Diện tích mặt cắt ngang lớp xúc tác là: S = (R2 - r2) Trong đó: R : Bán kính dỏ xúc tác (m), R = 0,575 m r : Bán kính ngồi thiêt bi trao đôi nhiêṭ(m), r = 0,250 m Do vậy: S = (R2 - r2) = (0,5752 - 0,2502) = 0,84 (m2) Chiều cao lớp xúc tác tính theo cơng thức: Trong đó: h: Chiều cao lớp xúc tác (m) V : Thểể̉ tích lớp xúc tác (m3) S : Diện tích mặt cắt ngang lớp xúc tác (m2) * Lớp xúc táá́c 1: * Lớp xúc táá́c 2: 1.5 Chiều cao tháá́p: Chiều cao tồn tháp tính theo cơng thức: H = h1+ h2+ h+hc+hđ Trong đó: hi (i=1 4): Chiều cao tổng lớp xúc tác (m) h: Khoảể̉ng cách hai lớp xúc tác (m), chọn 0,5 (m) hc: Khoảể̉ng cách từ mặt nắp tháp đến lớp xúc tác đầu hc=0,7(m) hđ: Chọn đáy hìì̀nh bán cầu nên hđ=1,5(m) Vậy chiều cao toàn thiết bị là: H = 2,7 +3 +0,5+0,7+1,5= 8,4 (m) Từ kết quảể̉ tính ta có bảể̉ng 5.5 tổng kết thiết bị tổng hợp amoniac sau: Bảng 10 Bảng tổng kết thiết bị tổng hợp amoniac Lớp xúc tác Nồng độ NH3 Nồng độ NH3 Thểể̉ tích xúc tác (m3) Chiều cao lớp xúc tác (m) * Kích thước chung tồn tháá́p: Đườì̀ng kính tháp (mm) Đườì̀ng kính ngồi dỏ xúc tác (mm) Đườì̀ng kính dỏ xúc tác mm) Đườì̀ng kính ngồi ớố́ng trung tâm Chiều cao tồn tháp (mm) 1.6 Tính chiều dàà̀y thân tháá́p tổng hợp Thiết bị làm việc áp suất 150 atm nhiệt độ trung bìì̀nh 500 0C Chiều dày thân tháp hìì̀nh trụ làm việc chịu áp suất Pt tính sau: S Trong đó: Dt: Đườì̀ng kính tháp, m Chọn Dt = 1,4m : Hệ sớố́ bền hàn thành hìì̀nh trụ theo phương dọc Thiết bị hàn tay hồ quang điện, chọn = 0,95 Pt: áp suất thiết bị, Pt = 150 atm (15.106 N/m2) C: Đại lượng bổ sung phụ thuộc vào độ ăn mòì̀n, độ bào mòì̀n dung sai chiều dày Đại lượng tính theo công thức: C C C C m Trong đó: C1: Hệ sớố́ bổ sung độ ăn mòì̀n, với thép CT3 vận tớố́c gỉ 0,06 mm/năm, thờì̀i gian làm việc từ 15 20 năm Ta có thểể̉ lấy C1 = mm C2: Hệ sốố́ bổ sung bào mòì̀n xem độ bào mòì̀n nhỏ có thểể̉ bỏ qua, nên C2 = C3: Hệ sốố́ bổ sung dung sai âm chiếu dày Chọn C3 = 0,6 mm Như vậy: C = + + 0,6 = 1,6 mm [ k]: ứng suất cho phép thép CT3 theo giới hạn bền kéo, xác định theo công thức: σ σk η k η k N/m Trong đó: k : ứng suất giới hạn bền kéo chọn thép CT3 nên k : Hệ sớố́ an tồn theo giới hạn bền Chọn k = 2,6 k = 380.106 N/m2 : Hệ sốố́ điều chỉnh, chọn =1 [ c]: ứng suất cho phép thép CT3 theo giới hạn bền chảể̉y, xác định theo công thức: σ c η η σc c N/m2 Trong đó: c : ứng suất giới hạn bền kéo chọn thép CT3 nên c : Hệ sớố́ an tồn theo giới hạn bền Chọn : Hệ sốố́ điều chỉnh, chọn c c = 1,5 =1 Thay sốố́: σ k σ c ứng suất cho phép vật liệu: σb Min σc , σk σk 146 10 N/m2 Vậy chiều dày thân tháp: 15 10 ×1,4 6 2×146 10 ×0,95−15.10 S= Chọn S = 100 mm = 240.106 N/m2 Kiểể̉m tra ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử Dt σ S C Trong đó: Po: áp suất thử tính tốn, xác đinh theo cơng thức: P P o tl P N/m2 Với: P tl : áp suất thử thuỷể̉ lực, N/m2 Ptl 1,5 Pt P 1,5 15 10 22,5 10 N/m2 : áp suất thuỷể̉ tĩnh nước, N/m2 P1 1,345 106 N/m2 Po Ptl P1 1,345 10 22,5 10 23,485N/m2 Thay giá trị vào công thức kiểể̉m tra ứng suất: σ= Ta thấy: σ=12,55.106≤ chọn S = 100 mm 1.7 S C PO Tính nắá́p, đáá́y thiết bị: Với thiết bị hìì̀nh trụ hàn đặt thẳng đứng làm việc áp suất cao, chọn đáy bán cầu t s Chiều dày đáy bán cầu xác định theo cơng thức: Đáy có lỗ (đườì̀ng kính lỗ dt = 200 ,mm) hàn từ hai nửa Vật liệu chế tạo thép CT3 có [σ] = 146.106 (N/m2) S 3,8 Trong đó: Dt : Đườì̀ng kính thiết bị phảể̉n ứng (m) P : áp suất làm việc, h N/m : Hệ sốố́ bền hàn mốố́i hàn hướng tâm C : Hệ sốố́ bổ sung k : giới hạn bền kéo k : Hệ sốố́ không thứ ngun tính theo cơng thức: k =1− dt =1− Dt 0,2 =0 , 889 1,4 áp suất làm việc P = 15.106 (N/m2) Vìì̀ [σ ] ×k×ϕh= P15 106 146 106 ×0 , 889×0 , 95=8 , 22< 30 Nên đại lượng P mẫu sốố́ cơng thức tính chiều dày đáy khơng thểể̉ bỏ qua Do chiều dày tính theo cơng thức:Vìì̀ Dt = 2.hb nên S 3,8.σ = 0,059 +C ,m Chọn: C1 = 1(mm) C2 = 0(mm) C3 = 0,22(mm) Vậy S = 0,042.103 + 1,220 = 60,22 (mm) Chiều dày quy chuẩn S =60 (mm) CHƯƠNG TINH TOAN THIÊT BI TRAO ĐÔI NHIÊṬ 2.1 Thiết bị trao đổi nhiệt tháá́p: Thiết bị trao đổi nhiệt loại thiết bị ớố́ng chùm kiểể̉u đứng Thiết bị có tác dụng giảể̉m nhiệt độ hỗn hợp khí đãã̃ phảể̉n ứng nâng nhiệt độ hỗn hợp khí nguyên liệu lên Trong nội dung bảể̉n đồ án em xin chọn thiết bị sau: Cách xếp ốố́ng thiết bị: Xếp theo hìì̀nh lục giác với kích thước ớố́ng truyền nhiệt chọn theo tài liệu Đườì̀ng kính thiết bị truyền nhiệt là: Dt = 450 (mm) Kích thước ớố́ng truyền nhiệt: 30 mm Bước ớố́ng xác định theo công thức: t = 1,3 dn = 1,3 30 = 39 (mm) Đườì̀ng kính thiết bị tính theo cơng thức: Dt = t (b - 1) + dn Trong đó: b sớố́ ớố́ng đườì̀ng chéo hìì̀nh lục giác b= Từ rút ra: Sớố́ ớố́ng cạnh ngồi hìì̀nh lục giác tính theo cơng thức: a= (b−1)= (9−1 )=4 Tổng sốố́ ốố́ng truyền nhiệt là: n = 3.a.(a-1)+1 = 3.4.(4-1) + = 37 (ốố́ng) Chiều cao thiết bị chọn 2500 mm KẾT LUẬN Với đề tài "Thiết kế phân xưởng sản xuất NH3 suất 200.000 tấn/năm từ khí tự nhiên ", giúp đỡ ân cần cô giáo hướng dẫn TS Chu Thị Hải Nam, em đãã̃ hoàn thành đồ án hạn Nội dung đồ án thiết kế phân xưởng sảể̉n xuất Amonia, qua trìì̀nh tìì̀m hiểể̉u, tham khảể̉o tài liệu kết hợp với q trìì̀nh tính tốn, thiết kế phân xưởng sử dụng phần mềm mô HYSYS, em đãã̃ rút kết luận sau: - Tính chất, ứng dụng, tiêu chất lượng, Amonia Tìì̀m hiểể̉u cơng nghệ sảể̉n xuất Amonia sốố́ hãã̃ng giới So sánh đánh giá cơng nghệ sảể̉n xuất Mơ phỏng, thiết kế phân xưởng sảể̉n xuất Amonia theo công nghệ Hando Topso – Đan Mạch Tính tốn cân vật chất tồn lưu trìì̀nh thiết bị Qua q trìì̀nh tìì̀m hiểể̉u mơ cơng nghệ, có phát sinh sớố́ vấn đề cần lưu ý: - Khi mô thiết bị phảể̉n ứng, thay vìì̀ mơ thiết bị thực tế, ta mô cách đơn giảể̉n Các thơng sớố́ mơ khơng hồn tồn phù hợp với thực tế mà có giá trị tính cân vật chất Có thểể̉ nói, Amonia hợp chất quan trọng, có nhiều ứng dụng công nghiệp, đặc biệt trung gian sảể̉n xuất Ure Vìì̀ vậy, cần nghiên cứu phát triểể̉n công nghệ sảể̉n xuất Aonia đểể̉ mang lại hiệu quảể̉ kinh tế cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Nhâm Hóa học vơ tập Nhà xuất bảể̉n giáo dục , Hà Nội 2006 [2] Đinh Thị Ngọ,Nguyễn Khánh Diệu Hồng Hóa học dầu mỏ khí Nhà xuất bảể̉n khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2010 [3] Phạm Thanh Huyền,Nguyễn Hồng Liên Công nghệ tổng hợp hữu – hóa dầu Nhà xuất bảể̉n khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2006 [4] Nguyễn Thị Minh Hiền Cơng nghệ chế biến khí tự nhiên khí đồng hành Nhà xuất bảể̉n khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2010 [5] TS.Nguyễn Thị Diệu Vân Kỹ thuật hóa học đại cương Nhà xuất bảể̉n Bách khoa Hà Nội , Hà Nội 2011 [6] Nguyễn Hoa Tồn,Lê Thị Mai Hương Cơng nghệ hợp chất vô nitơ (công nghiệp đạm) Nhà xuất bảể̉n khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2005 [7] Nguyễn Hữu Phú Hóa lý hóa keo Nhà xuất bảể̉n khoa học kỹ thuật , Hà nội 2006 [8] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry , Vol A2 , 1992 [9] Encyclopedia of Chemical Technology, Vol A1 [10] Đồn Thiên Tích Dầu khí Việt Nam Nhà xuất bảể̉n đại học q́ố́c gia T.P Hồ Chí Minh , TPHCM 2001 [11]GS.TSKH Nguyễn Bin Các q trìì̀nh thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm,tập Nhà xuất bảể̉n khoa học kỹ thuật , Hà Nội 2005 [12] Handbook of Petrochemicals and Processes [13] Hydrocacbon processing, 2003 [14] http://www.topsoe.com [15] Nguyễn Bin Các trìì̀nh thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm,tập4.Nhà xuất bảể̉n Khoa học kỹ thuật,2006 ... vượt trôi sản lượng tính kinh tế CHƯƠNG 3: SẢN XUẤT AMONIAC TỪ KHÍ TỰ NHIÊN 3.1 Sản xuất khí nguyên liệu 3.1.1 Thàà̀nh phần vàà̀ đặc tính khí tựự̣ nhiên, khí đồng hàà̀nh Khí tự nhiên Việt... sảể̉n xuất amoniac 1000 tấn/ngày Từ sốố́ liệu ta thấy, chi phí đầu tư bảể̉n tiêu hao nặng lượng cho nhà máy sảể̉n xuất amoniac từ khí tự nhiên thấp  Đi từ khí tự nhiên để tổng hợp NH3 vượt... S Khí tự nhiên khí chứa mỏ khí riêng biệt [3] Khí tự nhiên chứa chủ yếu CH4, khí nặng C3, C4 Thành phần cấu tử bảể̉n khí thay đổi phạm vi rộng tùy theo mỏ khai thác.[1] Bảng thành phầầ̀n khí